测量实验室仪器设备管理与维护
徐正康
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徐正康,. 测量实验室仪器设备管理与维护[J]. 中国仪器,2023.12. DOI:10.12721/ccn.2023.157115.
摘要: 测量实验在长期使用中,存在可用仪器数量减少、仪器维修进度跟不上上课需求、纸质管理仪器设备效率低等问题。通过多部门协作,结合实践提出了一系列应对措施,有效延长仪器的使用寿命,确保实验正常有序进行。
关键词: 测量仪器;实验室管理;仪器维护
DOI:10.12721/ccn.2023.157115
基金资助:

实验室管理是一个复杂的系统工程,涉及多个方面的管理,如设备管理、人员管理、质量保证和安全管理等[1]。学校于2008年成立了一个测量实验室,该实验室主要负责《测量学》课程中的课内实验以及暑期实习。测量实验室涉及土木工程、交通工程、环境工程、交通运输、给水排水科学与工程等5个专业的教学实验。每年测量实验室为10个班级提供实验课,而暑假期间则进行测量实习。结合实验室的现状,推出几点措施,有助于提高实验室的效率和准确性,促进科学研究的发展。

经过长期的实验教学和暑期实习,实验室存在一些不足,现归纳总结,列出以下三个方面的特征:

1. 仪器设备质量较低,可供实验的精密仪器数量不足。

学校没有设立专门的实验中心采购科,而是由后勤处统一采购。金额超过十万元的采购需要学校进行统一招标。由于学校仍处于发展阶段,许多实验室建设需要资金投入。基于目前的实验经费情况,按照学校规定,只能采购国产仪器。然而,测量实验室在开展为期4周的小学期测量实习以及大量的实验教学任务时,所使用的设备普遍来自国内生产商。例如,水准仪采购自南京日华,全站仪采购自苏一光。尽管这两种仪器的价格相对低廉,但存在精度低和稳定性差的问题。在暑期测量实习中,由于高温的影响,苏一光全站仪的测量结果往往不理想,而且在使用过程中频繁出现小故障,导致需要频繁维修和校验,严重影响了实习的进度。此外,如果仪器出现大故障,需送往维修点进行修理,耗时较长且维修费用较高。通常只能在无实验期间将仪器送修,但由于实验仪器的数量有限,每次维修都会造成实验课程中仪器的使用紧张。与此同时,目前社会上的建设单位绝大多数都使用进口仪器,这导致学生在实践中反映教学和实际工作之间存在脱节情况。

进口仪器通常以其高精度和高稳定性而著称,但价格相对较高。目前,测量实验室拥有2台索佳SOL30M水准仪和2台索佳SET250R全站仪,共计4台精密仪器。然而,仪器数量有限,同时也存在使用率过低的问题。这个问题在高校实验室中普遍存在,由于经济考虑,购置精密仪器的经费不足以满足预期,导致购买的仪器数量不足。一方面,由于索佳仪器的数量有限,无法满足所有学生在课堂操作的需求,只能用作教学演示,学生接触机会有限。另一方面,由于台数不够或者精度不够,在与其他同行开展科研项目时存在困难。一些大型项目所需的仪器精度可能不达标,或者实验室没有相应要求的仪器。这导致项目无法顺利进行,而课堂实验又主要使用国产仪器,使得精密仪器的使用率较低。由于精密仪器设备结构更加复杂,许多参数需要由专门的机构进行校准,相比普通仪器所需费用更高。如果长时间不使用精密仪器,就需要进行校准,而校准需要专业机构进行。因此,精密仪器的使用率很难提高,容易形成恶性循环。

2. 仪器精度标定和维修高度依赖设备提供商[2]

水准仪和全站仪作为测量实验教学中最常用的仪器。目前,用于教学实验和暑假实习的水准仪有30台,全站仪有22台。水准仪常出现的问题有圆水准器偏移、十字丝倾斜,这些问题检验校正比较简单,实验师可以轻松解决。全站仪的常见问题有长水准器与电子水准中心不一致、螺旋的滑丝、激光测距失效,这些需要更换仪器配件以及需要检测设备重新标定的问题,需要提供商返厂维修。以暑期实习为例,132位学生分17组,每组各借用水准仪和全站仪一台,历时8天,仪器问题次数共12次,其中仪器损坏更换3次,仪器出现问题及时校准维修完成6次,没有可更换配件或需专业机构维修3台。理论上,每一次实验之前都需对仪器进行检验和校正;实际操作过程中,因实习时间十分紧凑、仪器台套数不足,实验室管理人员只会对存在明显问题的仪器返厂维护,其他仪器则在无实验的学期进行集中维护。

3. 仪器管理依赖纸质文档。

测量实验室依托于实验中心和后勤设备管理科,后勤设备管理科筹管理学校所有的仪器设备,并建立了数字化数据库,然而实验仪器设备数量庞大,管理起来比较复杂,学校的管理系统并不能面面俱到。测量实验室仪器的借用登记表、问题仪器的维修登记表、校外借用记录表都采用纸质登记,这种仪器设备管理模式较为落后,而且在查询相关的使用记录时较为繁琐,效率低下。

在实验开展过程中存在的问题和不足,结合实验室的现状做出改进。

1.  当实验室的配件短缺时,通过设立一套完善的实验室管理体系,能够最大限度地降低配件的频繁替换。初次接触实验的学生,因为对使用技术的了解和操作准则的模糊,有时候可能会无节制地转动设备,或者急切地期望使用设备,但是这样的行为有可能给设备带来极大的破坏。因此,制定了针对于测量实验的《学生实验守则》、《测量实验室安全管理》、《测量仪器损坏赔偿制度》[3]等管理制度,并与各仪器使用规范一起在墙上。作为仪器管理人员和实验指导教师,对于初次进入实验室的学生,会在第一次实验课讲解测量仪器使用规范,强调实验室规章制度。在发现仪器存在问题之前,学生应及时向指导教师报告;在使用过程中,不随意更换仪器,每个小组应固定一台仪器,使每台仪器都有归属,并落实责任到个人。最后,在实验课结束后,实验管理者逐一检查仪器的完好程度,并进行基本操作注意事项的培训,以此规范学生的操作并促进他们爱护仪器。

目前,精密仪器不足的问题暂时无法迅速解决。通过与厂商进行沟通了解,随着精密测量仪器在建设施工单位中的普及,其价格持续下降。如今,购买一台索佳SET250R全站仪的价格不到2012年的一半。大部分设备是在2008年购置的,许多设备已经到达了其规定的使用年限。此外,少部分仪器出现无法使用的问题,而维修厂商也不再生产许多配件。通过废弃老旧仪器并购置新的仪器,逐步淘汰故障率高、精度低的仪器,统一使用精度更高的精密仪器。

2. 在每次实验操作前,都要对所使用的测量仪器进行全面的检查。检查仪器是否能够正常使用,包括将脚螺旋调至中间位置,检查制动螺旋是否正常运转,以及检查仪器脚架上的各个螺丝是否拧紧。另外,将易损部件好的报废仪器划入配件库,如果发现实验仪器有损坏的部件,可及时进行替换维修,能够确保实验课可以正常进行。每次实验实习结束后,都会对仪器进行全面检查。通过这样的检查和维护,能够确保仪器的设计精度。

后勤处引入了新的管理系统,相较于老系统,新系统的设备信息更加详细。其中包含了仪器的名称、编号、存放地点、购置时间、维修记录等。此外,新系统的管理功能更加全面,能够进行档案记录的新建、编辑、删除以及查找等功能。新系统的操作相对更为简单,能较快完善档案数据。在多方共同努力下,测量仪器得到了规范化、系统化、电子化的管理,有效地提高实验室的管理水平和工作效率,确保了实验室的质量和安全。

测量仪器的管理是需要细致又要一定专业知识的工作,只有继续加强设备管理,提高实验建设水平,创新协作,才能发挥实验室的作用,培养专业型人才,为社会做贡献。

[1] 高兴军. 浅谈高校实验室管理与效能[J]. 中国科技信息, 2008, (10): 134-135.

[2] 周波阳, 崔家武, 张兴福, 张永毅. 测量实验室创新管理模式的改革与实践[J]. 实验科学与技术, 2017, 15 (06): 111-113+132.

[3] 杨学军,王霞,秦美荣.新建地方院校实验室测量仪器管理与维护——以河套学院为例[J].河套学院学报, 2017.

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